一種模擬土壤-作物重金屬遷移的野外可控實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種模擬±壤-作物重金屬遷移的野外可控實(shí)驗(yàn)方法，屬于農(nóng)業(yè)科學(xué) 與環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是±壤-作物對(duì)重金屬遷移富集的研究領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化的不斷發(fā)展，礦業(yè)開(kāi)采、工業(yè)和生活廢水排放、污水灌 概、汽車(chē)尾氣排放等造成的±壤重金屬污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。重金屬污染不僅會(huì)引起±壤組 成、結(jié)構(gòu)和功能的改變，還會(huì)抑制作物根系生長(zhǎng)和光合作用，致使作物減產(chǎn)甚至絕收。更為 嚴(yán)重的是，重金屬還可能通過(guò)食物鏈遷移到動(dòng)物、人類體內(nèi)，對(duì)動(dòng)物及人類健康構(gòu)成危害。 因此，探尋±壤-作物重金屬遷移機(jī)理顯得尤為重要。
[0003] 目前，傳統(tǒng)的±壤-作物重金屬遷移模擬實(shí)驗(yàn)方法多W盆栽實(shí)驗(yàn)、箱體實(shí)驗(yàn)和玻 璃柱體實(shí)驗(yàn)為主。盆栽實(shí)驗(yàn)、箱體實(shí)驗(yàn)和玻璃柱體實(shí)驗(yàn)雖然可W在一定程度上控制實(shí)驗(yàn)組 和對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)條件，并且可W通過(guò)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室重金屬測(cè)定方法，比較準(zhǔn)確地測(cè)出±壤和 作物中重金屬的含量。但是，該幾種傳統(tǒng)的±壤-作物重金屬遷移模擬實(shí)驗(yàn)在取±和移植 作物時(shí)嚴(yán)重破壞了 ±壤的原有結(jié)構(gòu)和作物的根系，移植后作物的生長(zhǎng)環(huán)境與野外自然生長(zhǎng) 環(huán)境差異很大，并且不易根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要控制實(shí)驗(yàn)條件，如污染物擴(kuò)散源點(diǎn)及范圍、重金屬 添加深度、自然±壤性狀和結(jié)構(gòu)保持等，因此并不能很好地模擬野外自然條件下重金屬在 ±壤中遷移和作物中富集的情況，實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果多數(shù)停留在理論層面上，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 有所欠缺，且玻璃柱體實(shí)驗(yàn)使用的玻璃柱體在搬運(yùn)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很容易損壞，造成實(shí)驗(yàn)人員 劃傷，并增加實(shí)驗(yàn)操作難度和成本。因此，傳統(tǒng)的±壤-作物重金屬遷移模擬實(shí)驗(yàn)可控性較 低，且得出的數(shù)據(jù)結(jié)果實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不足夠，亟需一種易操作的、可控性高的、能夠理論與 實(shí)際相結(jié)合的±壤-作物重金屬遷移模擬的實(shí)驗(yàn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種模擬±壤-作物重金屬遷移的野 外可控實(shí)驗(yàn)方法，模擬重金屬在±壤中遷移和在作物中富集的情況。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是；一種模擬±壤-作物重金屬遷移 的野外可控實(shí)驗(yàn)方法，包括W下步驟：
[0006] A ;選取場(chǎng)地；選取至少兩塊大小及環(huán)境相同的野外場(chǎng)地，一塊作為對(duì)照?qǐng)龅?，?他作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地；
[0007] B ;樣點(diǎn)布設(shè)：采用野外樣點(diǎn)布設(shè)方法，在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地布設(shè)隔擋部件埋放樣點(diǎn)；
[000引 C ;重金屬稱取；稱取重金屬化合物裝入包裹袋中；
[0009] D ;重金屬添加及隔擋部件埋放；將樣點(diǎn)周邊的±壤松動(dòng)，先后將包裹袋和隔擋部 件埋放在樣點(diǎn)處，在表層±壤實(shí)驗(yàn)中，將裝有重金屬化合物的包裹袋放置于隔擋部件底部； 在進(jìn)行±壤分層實(shí)驗(yàn)時(shí)，將裝有重金屬化合物的包裹袋放置在隔擋部件內(nèi)部，隔擋部件上 端口與表層±壤齊平；
[0010] E ;對(duì)照?qǐng)龅丶皩?shí)驗(yàn)場(chǎng)地作物種植：播種季節(jié)，進(jìn)行對(duì)照?qǐng)龅刈魑锊シN；于實(shí)驗(yàn)場(chǎng) 地內(nèi)，在隔擋部件周邊播種作物，在每個(gè)隔擋部件內(nèi)播種與隔擋部件外相同的作物；
[ocm] F ;±壤和作物樣品采集；在作物生長(zhǎng)的不同階段，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要采集隔擋部件內(nèi) 的種植作物及不同深度的±壤，同時(shí)在對(duì)照?qǐng)龅?，根?jù)與實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地相同的野外樣點(diǎn)布設(shè)方 法選取采樣點(diǎn)，采集相同數(shù)量的作物及所對(duì)應(yīng)的不同深度的±壤；
[001引 G;樣品制備與測(cè)定；將采集到的±壤樣品進(jìn)行風(fēng)干、研磨、消煮、定容處理，制成 ±壤測(cè)試樣品；作物樣品進(jìn)行風(fēng)干、去殼、粉碎、消煮、定容處理，制成作物測(cè)試樣品；檢測(cè) ±壤測(cè)試樣品、作物測(cè)試樣品中的重金屬含量，得到檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0013] 優(yōu)選的，所述的隔擋部件形狀為上下貫通的柱體。
[0014] 優(yōu)選的，所述的隔擋部件為有機(jī)玻璃柱體。
[0015] 優(yōu)選的，所述的包裹袋采用巧龍網(wǎng)袋。
[0016] 優(yōu)選的，采用的樣點(diǎn)布設(shè)方法為蛇形布點(diǎn)法、梅花布點(diǎn)法。
[0017] 優(yōu)選的，每100 nf依據(jù)梅花布點(diǎn)法布設(shè)11個(gè)有機(jī)玻璃柱體埋放樣點(diǎn)，其中1個(gè)作 為補(bǔ)充樣點(diǎn)。
[0018] 優(yōu)選的，采用電感禪合等離子體質(zhì)譜儀器檢測(cè)±壤測(cè)試樣品、作物測(cè)試樣品中的 重金屬含量，得到檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0019] 優(yōu)選的，在進(jìn)行±壤分層實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝有重金屬化合物的巧龍網(wǎng)袋位于表層±壤向 下 20-60 cm處。
[0020] 優(yōu)選的，所述有機(jī)玻璃柱體的口徑為20 cm,有機(jī)玻璃柱體內(nèi)播種13-15粒小麥種 子或4-6粒黃豆種子。
[002U 優(yōu)選的，所述重金屬化合物含有化、化、Zn、As、Hg、Cd、化中的任一種元素。
[0022] 本發(fā)明提供的實(shí)驗(yàn)方法，保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程在野外自然條件下進(jìn)行，具有可控性 高、不破壞原有±壤結(jié)構(gòu)和作物根系、實(shí)際應(yīng)用價(jià)值高的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)方法，可W有效 地、較為準(zhǔn)確地模擬重金屬在上壤中遷移和在作物中富集的情況，從而揭示上壤-作物中 重金屬的分布特征和遷移機(jī)理，為解決±壤重金屬污染修復(fù)問(wèn)題和糧食安全問(wèn)題提供數(shù)據(jù) 支撐和理論依據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本發(fā)明流程圖；
[0024] 圖2為進(jìn)行表層±壤實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；
[0025] 圖3為進(jìn)行±壤分層實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。
[0026] 圖中：1、隔擋部件，2、裝有重金屬化合物的包裹袋。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[002引本發(fā)明包括W下步驟：
[0029] A ;選取場(chǎng)地；選取至少兩塊大小及環(huán)境相同的野外場(chǎng)地，一塊作為對(duì)照?qǐng)龅?，?他作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地；
[0030] B ;樣點(diǎn)布設(shè)：采用野外樣點(diǎn)布設(shè)方法，在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地布設(shè)隔擋部件1埋放樣點(diǎn)；
[0031] c;重金屬稱??；稱取重金屬化合物裝入包裹袋中；
[003引D ;重金屬添加及隔擋部件1埋放；將樣點(diǎn)周邊的±壤松動(dòng)，先后將裝有重金屬化 合物的包裹袋2和隔擋部件1埋放在樣點(diǎn)處，在表層±壤實(shí)驗(yàn)中，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確， 將裝有重金屬化合物的包裹袋2放置于隔擋部件1底部中屯、；在進(jìn)行±壤分層實(shí)驗(yàn)時(shí)，將裝 有重金屬化合物的包裹袋2放置在隔擋部件1內(nèi)部，隔擋部件1上端口與表層±壤齊平；
[0033] E ;對(duì)照?qǐng)龅丶皩?shí)驗(yàn)場(chǎng)地作物種植：播種季節(jié)，進(jìn)行對(duì)照?qǐng)龅刈魑锊シN；于實(shí)驗(yàn)場(chǎng) 地內(nèi)，在隔擋部件1周邊播種作物，在每個(gè)隔擋部件1內(nèi)播種與隔擋部件1外相同的作物；
[0034] F ;±壤和作物樣品采集；在作物生長(zhǎng)的不同階段，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要采集隔擋部件1 內(nèi)的種植作物及不同深度的±壤，同時(shí)在對(duì)照?qǐng)龅?，根?jù)與實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地相同的野外樣點(diǎn)布設(shè) 方法選取采樣點(diǎn)，采集相同數(shù)量的作物及所對(duì)應(yīng)的不同深度的±壤；
[003引 G;樣品制備與測(cè)定；將采集到的±壤樣品進(jìn)行風(fēng)干、研磨、消煮、定容處理，制成 ±壤測(cè)試樣品；作物樣品進(jìn)行風(fēng)干、去殼、粉碎、消煮、定容處理，制成作物測(cè)試樣品；檢測(cè) ±壤測(cè)試樣品、作物測(cè)試樣品中的重金屬含量，得到檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0036] 本發(fā)明中，隔擋部件1形狀最好為上下貫通的柱體，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，最好選用有機(jī) 玻璃柱體，有機(jī)玻璃柱體在搬運(yùn)、埋放過(guò)程中不易碎裂，并且可W有效地控制重金屬化合物 的橫向遷移，進(jìn)而達(dá)到實(shí)